人教版八年級(jí)物理下冊(cè)同步備課第十二章簡單機(jī)械單元總結(jié)(原卷版+解析)

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第十二章 簡單機(jī)械單元總結(jié)（原卷版）（人教版） 一、杠桿 1.杠桿：在力的作用下能繞著 轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒，這根硬棒就叫 。 （1）“硬棒”泛指有一定長度的，在外力作用下 的物體。 （2）杠桿可以是直的，也可以是任何形狀的。 2.杠桿的五要素 （1）支點(diǎn)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)，用字母“O”表示。它可能在棒的某一端，也可能在棒的中間，在杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，支點(diǎn)是相對(duì) ； （2）動(dòng)力：使杠桿 的力叫動(dòng)力，用“F1”表示； （3）阻力： 杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力叫阻力，用“F2”表示； （4）動(dòng)力臂：從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的 ，用“”表示； （5）阻力臂：從支點(diǎn)到阻力作用線的 ，用“”表示。 注意：無論動(dòng)力還是阻力，都是作用在杠桿上的力，但這兩個(gè)力的作用效果正好相反。一般情況下，把人施加給杠桿的力或使杠桿按照人的意愿轉(zhuǎn)動(dòng)的力叫做 ，而把阻礙杠桿按照需要方向轉(zhuǎn)動(dòng)的力叫 。 力臂是點(diǎn)到線的距離，而不是支點(diǎn)到力的 的距離。力的作用線通過支點(diǎn)的，其力臂為 ，對(duì)杠桿的轉(zhuǎn)動(dòng)不起作用。 3.杠桿示意圖的畫法： （1）根據(jù)題意先確定支點(diǎn)O； （2）確定動(dòng)力和阻力并用虛線將其作用線延長； （3）從支點(diǎn)向力的作用線畫垂線，并用l1和l2分別表示動(dòng)力臂和阻力臂； 第一步：先確定支點(diǎn)，即杠桿繞著某點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，用字母“O”表示。 第二步：確定動(dòng)力和阻力。人的愿望是將石頭翹起，則人應(yīng)向下用力，畫出此力即為動(dòng)力用“F1”表示。這個(gè)力F1作用效果是使杠桿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。而阻力的作用效果恰好與動(dòng)力作用效果相反，在阻力的作用下杠桿應(yīng)朝著順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，則阻力是石頭施加給杠桿的，方向向下,用“F2”表示。 第三步：畫出動(dòng)力臂和阻力臂，將力的作用線正向或反向延長，由支點(diǎn)向力的作用線作垂線，并標(biāo)明相應(yīng)的“l(fā)1”“l(fā)2”， “l(fā)1”“l(fā)2”分別表示動(dòng)力臂和阻力臂。 4.杠桿的平衡條件 （1）杠桿的平衡：當(dāng)杠桿在動(dòng)力和阻力的作用下 時(shí)，我們就說杠桿平衡了。 （2）杠桿的平衡條件實(shí)驗(yàn) 1）首先調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，使杠桿在水平位置平衡。當(dāng)杠桿在水平位置平衡時(shí)，這樣就可以由杠桿上的刻度直接讀出力臂實(shí)物大小了。由此，只有杠桿在水平位置平衡時(shí)，我們才能夠直接從杠桿上讀出動(dòng)力臂和阻力臂的大小，因此本實(shí)驗(yàn)要求杠桿在水平位置平衡。 2）在實(shí)驗(yàn)過程中絕不能再調(diào)節(jié)螺母。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)過程中再調(diào)節(jié)平衡螺母，就會(huì)破壞原有的平衡。 （3）杠桿的平衡條件： ×動(dòng)力臂=阻力× ，或F1l1=F2l2。 5.杠桿的應(yīng)用 （1）省力杠桿：動(dòng)力臂l1 阻力臂l2，則平衡時(shí)F1 F2，這種杠桿使用時(shí)可省力（即用較小的動(dòng)力就可以克服較大的阻力），但卻費(fèi)了距離（即動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離大于阻力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離，并且比不使用杠桿，力直接作用在物體上移動(dòng)的距離大）。 （2）費(fèi)力杠桿：動(dòng)力臂l1 阻力臂l2，則平衡時(shí)F1 F2，這種杠桿叫做費(fèi)力杠桿。使用費(fèi)力杠桿時(shí)雖然費(fèi)了力（動(dòng)力大于阻力），但卻省距離（可使動(dòng)力作用點(diǎn)比阻力作用點(diǎn)少移動(dòng)距離）。 （3）等臂杠桿：動(dòng)力臂l1=阻力臂l2，則平衡時(shí)F1=F2，這種杠桿叫做等臂杠桿。使用這種杠桿既不省力，也不費(fèi)力，即不省距離也不費(fèi)距離。 既省力又省距離的杠桿時(shí)不存在的。 二、滑輪 1.滑輪定義：周邊有槽，中心有一轉(zhuǎn)動(dòng)的輪子叫 。 2.定滑輪 （1）定義：工作時(shí)，中間的軸 的滑輪叫定滑輪。 （2）實(shí)質(zhì)：是個(gè)等臂杠桿。 軸心O點(diǎn)固定不動(dòng)為支點(diǎn)，其動(dòng)力臂和阻力臂都等于圓的半徑r，根據(jù)杠桿的平衡條件可知，因?yàn)橹匚飫蛩偕仙龝r(shí)不省力。 （3）特點(diǎn)： ，但可改變力的 。 所謂“改變力的方向”是指我們施加某一方向的力能得到一個(gè)與該力方向不同的力（圖中得到使重物G上升的力）。 （4）動(dòng)力移動(dòng)的距離與重物移動(dòng)的距離相等。 對(duì)于定滑輪來說，無論朝哪個(gè)方向用力，定滑輪都是一個(gè)等臂杠桿，所用拉力都等于物體的重力G。（不計(jì)繩重和摩擦） 3.動(dòng)滑輪 （1）定義：工作時(shí)，軸隨重物一起移動(dòng)的滑輪叫 。 （2）實(shí)質(zhì)：是一個(gè)動(dòng)力臂為阻力臂 的杠桿。 （3）特點(diǎn)：省一半力，但不能改變力的 。 （4）動(dòng)力移動(dòng)的距離是重物移動(dòng)距離的 倍。 對(duì)于動(dòng)滑輪來說：1）動(dòng)滑輪在移動(dòng)的過程中，支點(diǎn)也在不停地移動(dòng)；2）動(dòng)滑輪省一半力的條件是：動(dòng)滑輪與重物一起勻速移動(dòng)，動(dòng)力F1的方向與并排繩子平行，不計(jì)動(dòng)滑輪重、繩重和摩擦。 4.滑輪組 （1）定義：由若干個(gè)定滑輪和動(dòng)滑輪匹配而成。 （2）特點(diǎn)：可以 ，也可以改變力的 。使用滑輪組時(shí)，有幾段繩子吊著物體，提起物體所用的力就是物重的 ，即（條件：不計(jì)動(dòng)滑輪、繩重和摩擦）。 注意：如果不忽略動(dòng)滑輪的重量則：。 （3）動(dòng)力移動(dòng)的距離S和重物移動(dòng)的距離h的關(guān)系是：使用滑輪組時(shí)，滑輪組用n段繩子吊著物體，提起物體所用的力移動(dòng)的距離就是物體移動(dòng)距離的 倍，即S=nh。（n表示承擔(dān)物重繩子的段數(shù)） 5.斜面是一種可以省力的簡單機(jī)械，但卻費(fèi) 。 6.當(dāng)斜面高度h一定時(shí)，斜面L越長，越省力（即F越小）；當(dāng)斜面長L相同時(shí)，斜面高h(yuǎn)越小，越省力（即F越?。划?dāng)斜面L越長，斜面高h(yuǎn)越小時(shí)，越省力（即F越?。?。 三、機(jī)械效率 １.有用功：對(duì)機(jī)械、活動(dòng)有用的功。 公式：W有用＝Gh（提升重物）=W總－W額=ηW總；斜面：W有用= Gh。 2.額外功：并非需要但又不得不做的功。 公式：W額= W總－W有用=G動(dòng)h（忽略輪軸摩擦的動(dòng)滑輪、滑輪組）；斜面： W額=fL。 3.總功：有用功加額外功或動(dòng)力所做的功。 公式： W總=W有用＋W額=FS= W有用／η；斜面：W總= fL+Gh=FL。 4.機(jī)械效率：有用功跟總功的比值。機(jī)械效率計(jì)算公式：。? 　　5.滑輪組的機(jī)械效率（不計(jì)滑輪重以及摩擦?xí)r） （1）滑輪組（豎直方向提升物體）：（G為物重，h為物體提升高度，F(xiàn)為拉力，S為繩子自由端走的距離）。? （2）滑輪組（水平方向拉動(dòng)物體）：（f為摩擦力，l為物體移動(dòng)距離，F(xiàn)為拉力，S為繩子自由端走的距離）。? 6.斜面的機(jī)械效率：(h為斜面高，S為斜面長，G為物重，F(xiàn)為沿斜面對(duì)物體的拉力)。 知識(shí)要點(diǎn)一：杠桿 杠桿屬于主要知識(shí)點(diǎn)，同時(shí)也是考試中經(jīng)?？荚嚨膬?nèi)容。在本節(jié)中，主要知識(shí)點(diǎn)有杠桿的五要素、杠桿平衡條件、杠桿的示意圖和杠桿的應(yīng)用。對(duì)“杠桿”考查主要有以下幾個(gè)方面：（1）杠桿應(yīng)用類：判斷屬于省力杠桿還是費(fèi)力杠桿；（2）杠桿平衡條件類：利用杠桿平衡條件分析、解答實(shí)際問題；（3）作圖類：以畫出力臂較多，考查學(xué)生對(duì)力臂概念的理解；（4）計(jì)算類：根據(jù)杠桿平衡條件進(jìn)行簡單計(jì)算，主要應(yīng)用公式。 杠桿在考試中出現(xiàn)的概率很高，主要題型以選擇題為主，填空題、作圖題和計(jì)算題也有出現(xiàn)，但出現(xiàn)概率較選擇題要低。選擇題以判斷杠桿類型、杠桿應(yīng)用和杠桿平衡條件居多；填空題以考查杠桿基本概念居多；作圖題一般情況下和其他作圖題結(jié)合，一般考查杠桿五要素居多。 （2019·天津）如圖是用撬棒撬石頭的情景，下圖中關(guān)于該撬棒使用時(shí)的杠桿示意圖正確的是（ ）。 A. B. C. D. 【答案】A。 【解析】用撬棒撬石頭時(shí)，動(dòng)力為人對(duì)撬棒施加的豎直向下的作用力F1，從支點(diǎn)O向動(dòng)力F1的作用線作垂線段，即為動(dòng)力臂l1； 阻力是石頭對(duì)撬棒的作用力F2，方向豎直向下，反向延長F2，從支點(diǎn)O向阻力F2的作用線作垂線段，即為阻力臂l2；故A正確，BCD錯(cuò)誤。故選A。 一、（2020·四川雅安）如圖所示，桿秤秤砣的質(zhì)量為0.2kg，桿秤自身質(zhì)量忽略不計(jì)，若桿秤水平靜止時(shí)，被測物體和秤砣到秤紐的距離分別為0.05m和0.2m，則被測物體的質(zhì)量為__kg，若秤砣上粘有油污，則測量值比被測物體的真實(shí)質(zhì)量要____（選填 “偏大”或“偏小”） 二、（2018?玉林）如圖所示，長為40cm、重為10N的勻質(zhì)杠桿可繞著O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，作用在杠桿一端且始終與杠桿垂直的力F，將杠桿緩慢地由與水平方向夾角為30°的位置拉至水平位置（忽略摩擦阻力），在這個(gè)過程中，力F的大小將　 　（選填“增大”、“不變”或“減小”），力F所做的功為 　J。 三、(2019·武威)如圖所示是羊角錘的示意圖，請(qǐng)畫出用羊角錘撬鐵釘時(shí)最小動(dòng)力F1的示意圖。 四、（2019·蘇州）利用杠桿開展相關(guān)實(shí)驗(yàn)探究： (1)安裝好杠桿，將其放到水平位置后松手，發(fā)現(xiàn)杠桿沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖甲所示。則應(yīng)將平衡螺母向___(選填“左”或“右”)調(diào)節(jié)，直到杠桿在水平位置平衡； (2)如圖乙所示，在A點(diǎn)掛3個(gè)重力均為0.5N的鉤碼，在B點(diǎn)用彈簧測力計(jì)豎直向下拉杠桿，使其在水平位置平衡，彈簧測力計(jì)的示數(shù)為________N；若在第(1)小題所描述的情形中未調(diào)節(jié)平衡螺母而直接開展上述實(shí)驗(yàn)，彈簧測力計(jì)的示數(shù)會(huì)______(選填“偏大”、“偏小”或“不變”)； (3)始終豎直向下拉彈簧測力計(jì)，使杠桿從水平位置緩慢轉(zhuǎn)過一定角度，如圖內(nèi)所示，此過程中，彈簧測力計(jì)拉力的示數(shù)會(huì)________(選填”變大”、“變小”或“不變”，下同)，拉力的大小______。 知識(shí)要點(diǎn)二：滑輪 滑輪是重點(diǎn)內(nèi)容，是杠桿的另一種形式，在本章中占據(jù)重要位置。本節(jié)中，難點(diǎn)較多，尤其涉及到有關(guān)計(jì)算、作圖等知識(shí)點(diǎn)，多數(shù)考生感到頭疼，有的感覺無從下手，所以較好地理解本節(jié)重點(diǎn)、難點(diǎn)和?？挤较?，對(duì)學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)具有非常重要地意義。本節(jié)主要知識(shí)點(diǎn)有定滑輪及其特點(diǎn)、動(dòng)滑輪及其特點(diǎn)、滑輪組有關(guān)問題、滑輪組特點(diǎn)以及滑輪組的繞線方式、做功大小及其計(jì)算等。 對(duì)“滑輪”考查主要有以下幾個(gè)方面：（1）定滑輪及其特點(diǎn)：力與距離的關(guān)系；（2）動(dòng)滑輪杠及其特點(diǎn)：力與距離的關(guān)系，做功特點(diǎn)；（3）滑輪組及其特點(diǎn)：力的關(guān)系及特點(diǎn)，距離的關(guān)系及特點(diǎn)，做功的計(jì)算；（4）作圖類：作圖類主要涉及繞線（很少出現(xiàn)）；（5）計(jì)算類：根據(jù)定滑輪和動(dòng)滑輪的特點(diǎn)，分析滑輪組的特點(diǎn)及其有關(guān)計(jì)算。 滑輪在考試中出現(xiàn)的概率很高，一般情況下屬于必考內(nèi)容?？碱}主要題型以選擇題、填空題和計(jì)算題（功的計(jì)算）為主，作圖題也有出現(xiàn)，但出現(xiàn)概率較低。選擇題、填空題以判斷力、距離和功的計(jì)算居多?？碱}難度屬于中等，個(gè)別的有的考題難度較高。 另一方面，斜面也會(huì)出現(xiàn)在考題中。斜面可以省力，但距離會(huì)增加。在復(fù)習(xí)時(shí)需要注意斜面的特點(diǎn)及應(yīng)用。 （2020·山東聊城）如圖所示，用相同的滑輪安裝成甲。乙兩種裝置，分別將A、B兩物體勻速向上提升，若所用拉力大小相等，繩端在相同時(shí)間內(nèi)移動(dòng)了相同的距離。不計(jì)繩重和摩擦，下列說法正確的是（　?。?。 A. 兩物體上升的速度相同； B. 兩種裝置的機(jī)械效率相等； C. 兩次提升物體所做的有用功相等；D. 兩種裝置中拉力做功的功率相等 【答案】D。 【解析】A．由圖可知，甲是定滑輪，乙是動(dòng)滑輪，繩端在相同時(shí)間內(nèi)移動(dòng)了相同的距離，由v=可知繩端移動(dòng)的速度相同，A物體上升的速度等于繩端移動(dòng)的速度，B物體上升的速度是繩端移動(dòng)的速度的一半，故A錯(cuò)誤； BCD．所用拉力大小相等，繩端在相同時(shí)間內(nèi)移動(dòng)了相同的距離，由W總=Fs可知總功相等，不計(jì)繩重和摩擦，甲圖中物體的重力：GA=F 乙圖中物體的重力：GB=2F-G動(dòng) A物體上升的高度：hA=s B物體上升的高度：hB=s A圖中有用功：W有甲=GAhA=Fs 乙圖中有用功：W有乙=GBhB=(2F-G動(dòng))s=Fs-G動(dòng)s W有甲＞W(wǎng)有乙 甲圖中機(jī)械效率：η甲= 乙圖中機(jī)械效率：η乙= η甲＞η乙 由P=可知兩種裝置中拉力做功的功率相等，故D正確，BC錯(cuò)誤。故選D。 一、（2020·北京）如圖所示，滑輪組懸掛在水平支架上，某工人站在水平地面上，豎直向下拉動(dòng)繩子自由端，使物體A以0.2m/s的速度勻速上升，提升過支架過程中滑輪組的機(jī)械效率為90%。已知物體A重540N，該工人重500N，兩個(gè)滑輪質(zhì)量相等，不計(jì)滑輪組的繩重和摩擦，關(guān)于該過程，下列說法正確的是（　?。?。 A. 繩子自由端受到豎直向下的拉力為200N； B. 繩子自由端拉力的功率為120W； C. 該工人對(duì)地面的壓力為200N； D. 支架受到滑輪組的拉力為960N 二、（2020·德州）如圖所示，甲、乙兩套裝置所用的滑輪質(zhì)量相等，用它們分別將相同質(zhì)量的鉤碼勻速豎直提升，在相等時(shí)間內(nèi)繩端A、B移動(dòng)相同的距離（忽略繩重和摩擦），在此過程中，下列選項(xiàng)正確的是（　?。? A. 兩鉤碼上升的速度相等 B. 兩滑輪組繩端的拉力相等 C. 甲滑輪組的總功比乙少 D. 兩滑輪組的機(jī)械效率相等 知識(shí)要點(diǎn)三：機(jī)械效率 本章計(jì)算題主要集中在機(jī)械效率的計(jì)算，在本單元占據(jù)很重要的位置。機(jī)械效率和功的計(jì)算相結(jié)合，是本節(jié)計(jì)算題的主要特點(diǎn)，常見于選擇題、填空題和壓軸計(jì)算題中，以壓軸計(jì)算題居多?？荚噧?nèi)容主要是滑輪與滑輪組機(jī)械效率的計(jì)算、斜面機(jī)械效率計(jì)算和力做功的計(jì)算。在考試題中，無論是哪類題型，有關(guān)機(jī)械效率計(jì)算考查的是考生對(duì)機(jī)械效率理解能力和應(yīng)用知識(shí)的計(jì)算能力；在壓軸計(jì)算題中，機(jī)械效率計(jì)算與其他計(jì)算相結(jié)合，一般分值較高，希望在復(fù)習(xí)中側(cè)重于這部分，投入時(shí)間和精力做好復(fù)習(xí)。 對(duì)“機(jī)械效率”考查主要有以下幾個(gè)方面：（1）機(jī)械效率概念類：考查學(xué)生對(duì)機(jī)械效率概念的理解和掌握程度，在這里需要指出的是：一、任何機(jī)械，機(jī)械效率都不可能達(dá)到100%；二、影響機(jī)械效率大小的因素是滑輪自重、摩擦阻力、空氣阻力等；（2）機(jī)械效率計(jì)算類：利用公式進(jìn)行機(jī)械效率計(jì)算是本部分的主要內(nèi)容，掌握機(jī)械效率概念和有關(guān)計(jì)算方法尤為重要，希望在復(fù)習(xí)中注意這方面的問題。 機(jī)械效率在考試中出現(xiàn)的概率很高，主要題型有選擇題、填空題和計(jì)算題，但出現(xiàn)概率較高的是選擇題。選擇題以機(jī)械效率的簡單計(jì)算為主，主要考查學(xué)生對(duì)機(jī)械效率概念的理解和認(rèn)識(shí)程度；填空題以考查機(jī)械效率概念和功的計(jì)算為主；計(jì)算題一般情況下和其他計(jì)算結(jié)合作為壓軸題出現(xiàn)較多。 （2020·湖南常德）如圖所示，用F1的力將物體B勻速提升h， F1做功600J，若借助滑輪組用F2的力把物體B勻速提升相同高度，F(xiàn)2 做功為1000J。下列說法正確的是（　　）。 A. 兩個(gè)過程中的拉力F1= 3F2 B. F1 做功的功率比F2做功的功率小 C. 滑輪組機(jī)械效率為40% D. F2 做功的距離為3h 【答案】D。 【解析】A．F1做功600J，由 可知： 由圖可知，滑輪組的繩子股數(shù)n=3，所以繩子自由端移動(dòng)的距離s2=3h，F(xiàn)2做功1000J，由 可知： 所以 ，故A錯(cuò)誤； B．題中沒有給出兩次運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，所以無法比較兩個(gè)力做功的功率，故B錯(cuò)誤； C．因?yàn)橛肍1的力將物體B勻速提升，所以物體B的重力G等于拉力F1，所以滑輪組的有用功為： 滑輪組的總功等于拉力F2做的功，即： 所以滑輪組的機(jī)械效率： 故C錯(cuò)誤； D．由圖可知，滑輪組的繩子股數(shù)n=3，所以繩子自由端移動(dòng)的距離s2=3h，即F2 做功的距離為3h，故D正確。故選D。 一、（2020·新疆）小紅用滑輪組將重力為1.5 N的物體勻速提升10 cm的過程中，繩子拉力為1.0 N，繩子自由端移動(dòng)的距離為30 cm，則滑輪組的機(jī)械效率為（　　）。 A. 50 % B. 60 % C. 70 % D. 80 % 二、（2020·四川甘孜）某實(shí)驗(yàn)小組分別用如圖所示的甲、乙兩個(gè)滑輪組（每個(gè)滑輪等重），在相同時(shí)間內(nèi)把重物G提升相同高度。若F1和F2大小相等，不計(jì)繩重及摩擦，下列說法正確的是（　?。? A. 力F1和F2做功的功率相同； B. 力F1和F2做的總功相同； C. 兩個(gè)滑輪組機(jī)械效率一樣大； D. 甲滑輪組的機(jī)械效率比乙滑輪組高 三、（2020·重慶B）如圖所示，是某建筑工地使用的一種起重機(jī)的滑輪組。一次提升貨物A的質(zhì)量為2.7×103kg，30s內(nèi)貨物A被勻速提升了3m，動(dòng)滑輪的重力3×103N(不計(jì)起重機(jī)鋼繩重和一切摩擦)。下列分析中正確的是（　?。?。 A. 鋼繩自由端的移動(dòng)速度為0.1m/s； B. 拉力F的功率為1.5×103W； C. 滑輪組的機(jī)械效率為90%； D. 鋼繩的拉力F的大小為1.0×104N 四、（2020?岳陽）“測量滑輪組的機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表： （1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)沿豎直向上的方向 拉動(dòng)彈簧測力計(jì)。 （2）第2次實(shí)驗(yàn)中彈簧測力計(jì)的示數(shù)如圖所示為 N。 （3）第3次實(shí)驗(yàn)滑輪組的機(jī)械效率是 （保留一位小數(shù)）。 （4）如果用這個(gè)滑輪組提升7N的重物，則它的機(jī)械效率可能是 （選填序號(hào)）。 A．60% B.70% C.80% 實(shí)驗(yàn) 次數(shù)物重G（N）物體上升高度h(m)拉力F（N）繩子自由端移動(dòng)距離S（m）機(jī)械效率η140.12.00.366.7%250.10.369.4%360.12.60.3 第十二章 簡單機(jī)械單元總結(jié)（解析版）（人教版） 一、杠桿 1.杠桿：在力的作用下能繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒，這根硬棒就叫杠桿。 （1）“硬棒”泛指有一定長度的，在外力作用下不變形的物體。 （2）杠桿可以是直的，也可以是任何形狀的。 2.杠桿的五要素 （1）支點(diǎn)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)，用字母“O”表示。它可能在棒的某一端，也可能在棒的中間，在杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，支點(diǎn)是相對(duì)固定； （2）動(dòng)力：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力叫動(dòng)力，用“F1”表示； （3）阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力叫阻力，用“F2”表示； （4）動(dòng)力臂：從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的垂直距離，用“”表示； （5）阻力臂：從支點(diǎn)到阻力作用線的垂直距離，用“”表示。 注意：無論動(dòng)力還是阻力，都是作用在杠桿上的力，但這兩個(gè)力的作用效果正好相反。一般情況下，把人施加給杠桿的力或使杠桿按照人的意愿轉(zhuǎn)動(dòng)的力叫做動(dòng)力，而把阻礙杠桿按照需要方向轉(zhuǎn)動(dòng)的力叫阻力。 力臂是點(diǎn)到線的距離，而不是支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離。力的作用線通過支點(diǎn)的，其力臂為零，對(duì)杠桿的轉(zhuǎn)動(dòng)不起作用。 3.杠桿示意圖的畫法： （1）根據(jù)題意先確定支點(diǎn)O； （2）確定動(dòng)力和阻力并用虛線將其作用線延長； （3）從支點(diǎn)向力的作用線畫垂線，并用l1和l2分別表示動(dòng)力臂和阻力臂； 第一步：先確定支點(diǎn)，即杠桿繞著某點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，用字母“O”表示。 第二步：確定動(dòng)力和阻力。人的愿望是將石頭翹起，則人應(yīng)向下用力，畫出此力即為動(dòng)力用“F1”表示。這個(gè)力F1作用效果是使杠桿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。而阻力的作用效果恰好與動(dòng)力作用效果相反，在阻力的作用下杠桿應(yīng)朝著順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，則阻力是石頭施加給杠桿的，方向向下,用“F2”表示。 第三步：畫出動(dòng)力臂和阻力臂，將力的作用線正向或反向延長，由支點(diǎn)向力的作用線作垂線，并標(biāo)明相應(yīng)的“l(fā)1”“l(fā)2”， “l(fā)1”“l(fā)2”分別表示動(dòng)力臂和阻力臂。 4.杠桿的平衡條件 （1）杠桿的平衡：當(dāng)杠桿在動(dòng)力和阻力的作用下靜止時(shí)，我們就說杠桿平衡了。 （2）杠桿的平衡條件實(shí)驗(yàn) 1）首先調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，使杠桿在水平位置平衡。當(dāng)杠桿在水平位置平衡時(shí)，這樣就可以由杠桿上的刻度直接讀出力臂實(shí)物大小了。由此，只有杠桿在水平位置平衡時(shí)，我們才能夠直接從杠桿上讀出動(dòng)力臂和阻力臂的大小，因此本實(shí)驗(yàn)要求杠桿在水平位置平衡。 2）在實(shí)驗(yàn)過程中絕不能再調(diào)節(jié)螺母。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)過程中再調(diào)節(jié)平衡螺母，就會(huì)破壞原有的平衡。 （3）杠桿的平衡條件：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂，或F1l1=F2l2。 5.杠桿的應(yīng)用 （1）省力杠桿：動(dòng)力臂l1＞阻力臂l2，則平衡時(shí)F1＜F2，這種杠桿使用時(shí)可省力（即用較小的動(dòng)力就可以克服較大的阻力），但卻費(fèi)了距離（即動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離大于阻力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離，并且比不使用杠桿，力直接作用在物體上移動(dòng)的距離大）。 （2）費(fèi)力杠桿：動(dòng)力臂l1＜阻力臂l2，則平衡時(shí)F1＞F2，這種杠桿叫做費(fèi)力杠桿。使用費(fèi)力杠桿時(shí)雖然費(fèi)了力（動(dòng)力大于阻力），但卻省距離（可使動(dòng)力作用點(diǎn)比阻力作用點(diǎn)少移動(dòng)距離）。 （3）等臂杠桿：動(dòng)力臂l1=阻力臂l2，則平衡時(shí)F1=F2，這種杠桿叫做等臂杠桿。使用這種杠桿既不省力，也不費(fèi)力，即不省距離也不費(fèi)距離。 既省力又省距離的杠桿時(shí)不存在的。 二、滑輪 1.滑輪定義：周邊有槽，中心有一轉(zhuǎn)動(dòng)的輪子叫滑輪。 2.定滑輪 （1）定義：工作時(shí)，中間的軸固定不動(dòng)的滑輪叫定滑輪。 （2）實(shí)質(zhì)：是個(gè)等臂杠桿。 軸心O點(diǎn)固定不動(dòng)為支點(diǎn)，其動(dòng)力臂和阻力臂都等于圓的半徑r，根據(jù)杠桿的平衡條件可知，因?yàn)橹匚飫蛩偕仙龝r(shí)不省力。 （3）特點(diǎn)：不省力，但可改變力的方向。 所謂“改變力的方向”是指我們施加某一方向的力能得到一個(gè)與該力方向不同的力（圖中得到使重物G上升的力）。 （4）動(dòng)力移動(dòng)的距離與重物移動(dòng)的距離相等。 對(duì)于定滑輪來說，無論朝哪個(gè)方向用力，定滑輪都是一個(gè)等臂杠桿，所用拉力都等于物體的重力G。（不計(jì)繩重和摩擦） 3.動(dòng)滑輪 （1）定義：工作時(shí)，軸隨重物一起移動(dòng)的滑輪叫動(dòng)滑輪。 （2）實(shí)質(zhì)：是一個(gè)動(dòng)力臂為阻力臂二倍的杠桿。 （3）特點(diǎn)：省一半力，但不能改變力的方向。 （4）動(dòng)力移動(dòng)的距離是重物移動(dòng)距離的2倍。 對(duì)于動(dòng)滑輪來說：1）動(dòng)滑輪在移動(dòng)的過程中，支點(diǎn)也在不停地移動(dòng)；2）動(dòng)滑輪省一半力的條件是：動(dòng)滑輪與重物一起勻速移動(dòng)，動(dòng)力F1的方向與并排繩子平行，不計(jì)動(dòng)滑輪重、繩重和摩擦。 4.滑輪組 （1）定義：由若干個(gè)定滑輪和動(dòng)滑輪匹配而成。 （2）特點(diǎn)：可以省力，也可以改變力的方向。使用滑輪組時(shí)，有幾段繩子吊著物體，提起物體所用的力就是物重的幾分之一，即（條件：不計(jì)動(dòng)滑輪、繩重和摩擦）。 注意：如果不忽略動(dòng)滑輪的重量則：。 （3）動(dòng)力移動(dòng)的距離S和重物移動(dòng)的距離h的關(guān)系是：使用滑輪組時(shí)，滑輪組用n段繩子吊著物體，提起物體所用的力移動(dòng)的距離就是物體移動(dòng)距離的n倍，即S=nh。（n表示承擔(dān)物重繩子的段數(shù)） 5.斜面是一種可以省力的簡單機(jī)械，但卻費(fèi)距離。 6.當(dāng)斜面高度h一定時(shí)，斜面L越長，越省力（即F越?。划?dāng)斜面長L相同時(shí)，斜面高h(yuǎn)越小，越省力（即F越?。?；當(dāng)斜面L越長，斜面高h(yuǎn)越小時(shí)，越省力（即F越?。?。 三、機(jī)械效率 １.有用功：對(duì)機(jī)械、活動(dòng)有用的功。 公式：W有用＝Gh（提升重物）=W總－W額=ηW總；斜面：W有用= Gh。 2.額外功：并非需要但又不得不做的功。 公式：W額= W總－W有用=G動(dòng)h（忽略輪軸摩擦的動(dòng)滑輪、滑輪組）；斜面： W額=fL。 3.總功：有用功加額外功或動(dòng)力所做的功。 公式： W總=W有用＋W額=FS= W有用／η；斜面：W總= fL+Gh=FL。 4.機(jī)械效率：有用功跟總功的比值。機(jī)械效率計(jì)算公式：。? 　　5.滑輪組的機(jī)械效率（不計(jì)滑輪重以及摩擦?xí)r） （1）滑輪組（豎直方向提升物體）：（G為物重，h為物體提升高度，F(xiàn)為拉力，S為繩子自由端走的距離）。? （2）滑輪組（水平方向拉動(dòng)物體）：（f為摩擦力，l為物體移動(dòng)距離，F(xiàn)為拉力，S為繩子自由端走的距離）。? 6.斜面的機(jī)械效率：(h為斜面高，S為斜面長，G為物重，F(xiàn)為沿斜面對(duì)物體的拉力)。 知識(shí)要點(diǎn)一：杠桿 杠桿屬于主要知識(shí)點(diǎn)，同時(shí)也是考試中經(jīng)?？荚嚨膬?nèi)容。在本節(jié)中，主要知識(shí)點(diǎn)有杠桿的五要素、杠桿平衡條件、杠桿的示意圖和杠桿的應(yīng)用。對(duì)“杠桿”考查主要有以下幾個(gè)方面：（1）杠桿應(yīng)用類：判斷屬于省力杠桿還是費(fèi)力杠桿；（2）杠桿平衡條件類：利用杠桿平衡條件分析、解答實(shí)際問題；（3）作圖類：以畫出力臂較多，考查學(xué)生對(duì)力臂概念的理解；（4）計(jì)算類：根據(jù)杠桿平衡條件進(jìn)行簡單計(jì)算，主要應(yīng)用公式。 杠桿在考試中出現(xiàn)的概率很高，主要題型以選擇題為主，填空題、作圖題和計(jì)算題也有出現(xiàn)，但出現(xiàn)概率較選擇題要低。選擇題以判斷杠桿類型、杠桿應(yīng)用和杠桿平衡條件居多；填空題以考查杠桿基本概念居多；作圖題一般情況下和其他作圖題結(jié)合，一般考查杠桿五要素居多。 （2019·天津）如圖是用撬棒撬石頭的情景，下圖中關(guān)于該撬棒使用時(shí)的杠桿示意圖正確的是（ ）。 A. B. C. D. 【答案】A。 【解析】用撬棒撬石頭時(shí)，動(dòng)力為人對(duì)撬棒施加的豎直向下的作用力F1，從支點(diǎn)O向動(dòng)力F1的作用線作垂線段，即為動(dòng)力臂l1； 阻力是石頭對(duì)撬棒的作用力F2，方向豎直向下，反向延長F2，從支點(diǎn)O向阻力F2的作用線作垂線段，即為阻力臂l2；故A正確，BCD錯(cuò)誤。故選A。 一、（2020·四川雅安）如圖所示，桿秤秤砣的質(zhì)量為0.2kg，桿秤自身質(zhì)量忽略不計(jì)，若桿秤水平靜止時(shí)，被測物體和秤砣到秤紐的距離分別為0.05m和0.2m，則被測物體的質(zhì)量為__kg，若秤砣上粘有油污，則測量值比被測物體的真實(shí)質(zhì)量要____（選填 “偏大”或“偏小”） 【答案】（1）0.8；（2）偏小。 【解析】如圖所示： 因?yàn)楦軛U平衡，則有： 則有： 若秤砣上粘有油污，m2增大，而G1lOA不變，所以lOB要變小，桿秤所示的質(zhì)量值要偏小。 二、（2018?玉林）如圖所示，長為40cm、重為10N的勻質(zhì)杠桿可繞著O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，作用在杠桿一端且始終與杠桿垂直的力F，將杠桿緩慢地由與水平方向夾角為30°的位置拉至水平位置（忽略摩擦阻力），在這個(gè)過程中，力F的大小將　 ?。ㄟx填“增大”、“不變”或“減小”），力F所做的功為 　J。 【答案】增大；1。 【解析】（1）在杠桿緩慢地由與水平方向夾角為30°的位置拉至水平位置的過程中，動(dòng)力臂L的長度沒有變化，阻力G的大小沒有變化，而阻力臂L卻逐漸增大； 由杠桿的平衡條件知：F?L=G?L′，當(dāng)L、G不變時(shí)，L′越大，那么F越大，因此拉力F在這個(gè)過程中逐漸增大； （2）物體重心上升的高度h=Lsin30°=×40cm×=10cm=0.1m， 拉力做的功W=Gh=10N×0.1m=1J。 故答案為：增大；1。 三、(2019·武威)如圖所示是羊角錘的示意圖，請(qǐng)畫出用羊角錘撬鐵釘時(shí)最小動(dòng)力F1的示意圖。 【解析】由杠桿的平衡條件可知，在阻力和阻力臂一定時(shí)，動(dòng)力臂越長越省力；由圖知，O為支點(diǎn)，A點(diǎn)離支點(diǎn)最遠(yuǎn)，則連接支點(diǎn)O和羊角錘的末端A即是最長的動(dòng)力臂，過A點(diǎn)作垂直于動(dòng)力臂向右的力F1．如下圖所示。 四、（2019·蘇州）利用杠桿開展相關(guān)實(shí)驗(yàn)探究： (1)安裝好杠桿，將其放到水平位置后松手，發(fā)現(xiàn)杠桿沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖甲所示。則應(yīng)將平衡螺母向___(選填“左”或“右”)調(diào)節(jié)，直到杠桿在水平位置平衡； (2)如圖乙所示，在A點(diǎn)掛3個(gè)重力均為0.5N的鉤碼，在B點(diǎn)用彈簧測力計(jì)豎直向下拉杠桿，使其在水平位置平衡，彈簧測力計(jì)的示數(shù)為________N；若在第(1)小題所描述的情形中未調(diào)節(jié)平衡螺母而直接開展上述實(shí)驗(yàn)，彈簧測力計(jì)的示數(shù)會(huì)______(選填“偏大”、“偏小”或“不變”)； (3)始終豎直向下拉彈簧測力計(jì)，使杠桿從水平位置緩慢轉(zhuǎn)過一定角度，如圖內(nèi)所示，此過程中，彈簧測力計(jì)拉力的示數(shù)會(huì)________(選填”變大”、“變小”或“不變”，下同)，拉力的大小______。 【答案】左；2.0；偏??；變?。徊蛔?。 【解析】利用杠桿開展相關(guān)實(shí)驗(yàn)探究： （1）安裝好杠桿，將其放到水平位置后松手，發(fā)現(xiàn)杠桿沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，左端上翹，如圖甲所示。則應(yīng)將平衡螺母向左調(diào)節(jié)，直到杠杄在水平位置平衡； （2）由圖可知，根據(jù)杠桿平衡條件得：FA×LA=FB×LB，3×0.5N×4L=FB×3L，所以FB=2.0N； 若在第（1）小題所描述的情形中未調(diào)節(jié)平衡螺母而直接開展上述實(shí)驗(yàn)，由于左側(cè)已經(jīng)存在杠桿的力與力臂的乘積，故彈簧測力計(jì)的示數(shù)會(huì)偏小； （3）圖丙使杠桿由水平位置時(shí)，根據(jù)杠桿平衡條件F1L1=F2L2得， G×4L=F2×3L，則F2=G； 當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)到圖中位置時(shí)，設(shè)杠桿與水平位置的夾角為α，物體的力臂、彈簧測力計(jì)拉力的力臂均變?。粍t根據(jù)杠桿平衡條件F1L1=F2L2得， G×4L×cosα=F2′×3L×cosα，則：F2′=G； 所以，在此過程中拉力F的大小不變。 故答案為：左；2.0；偏小；變小；不變。 知識(shí)要點(diǎn)二：滑輪 滑輪是重點(diǎn)內(nèi)容，是杠桿的另一種形式，在本章中占據(jù)重要位置。本節(jié)中，難點(diǎn)較多，尤其涉及到有關(guān)計(jì)算、作圖等知識(shí)點(diǎn)，多數(shù)考生感到頭疼，有的感覺無從下手，所以較好地理解本節(jié)重點(diǎn)、難點(diǎn)和?？挤较?，對(duì)學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)具有非常重要地意義。本節(jié)主要知識(shí)點(diǎn)有定滑輪及其特點(diǎn)、動(dòng)滑輪及其特點(diǎn)、滑輪組有關(guān)問題、滑輪組特點(diǎn)以及滑輪組的繞線方式、做功大小及其計(jì)算等。 對(duì)“滑輪”考查主要有以下幾個(gè)方面：（1）定滑輪及其特點(diǎn)：力與距離的關(guān)系；（2）動(dòng)滑輪杠及其特點(diǎn)：力與距離的關(guān)系，做功特點(diǎn)；（3）滑輪組及其特點(diǎn)：力的關(guān)系及特點(diǎn)，距離的關(guān)系及特點(diǎn)，做功的計(jì)算；（4）作圖類：作圖類主要涉及繞線（很少出現(xiàn)）；（5）計(jì)算類：根據(jù)定滑輪和動(dòng)滑輪的特點(diǎn)，分析滑輪組的特點(diǎn)及其有關(guān)計(jì)算。 滑輪在考試中出現(xiàn)的概率很高，一般情況下屬于必考內(nèi)容。考題主要題型以選擇題、填空題和計(jì)算題（功的計(jì)算）為主，作圖題也有出現(xiàn)，但出現(xiàn)概率較低。選擇題、填空題以判斷力、距離和功的計(jì)算居多。考題難度屬于中等，個(gè)別的有的考題難度較高。 另一方面，斜面也會(huì)出現(xiàn)在考題中。斜面可以省力，但距離會(huì)增加。在復(fù)習(xí)時(shí)需要注意斜面的特點(diǎn)及應(yīng)用。 （2020·山東聊城）如圖所示，用相同的滑輪安裝成甲。乙兩種裝置，分別將A、B兩物體勻速向上提升，若所用拉力大小相等，繩端在相同時(shí)間內(nèi)移動(dòng)了相同的距離。不計(jì)繩重和摩擦，下列說法正確的是（　?。?。 A. 兩物體上升的速度相同； B. 兩種裝置的機(jī)械效率相等； C. 兩次提升物體所做的有用功相等；D. 兩種裝置中拉力做功的功率相等 【答案】D。 【解析】A．由圖可知，甲是定滑輪，乙是動(dòng)滑輪，繩端在相同時(shí)間內(nèi)移動(dòng)了相同的距離，由v=可知繩端移動(dòng)的速度相同，A物體上升的速度等于繩端移動(dòng)的速度，B物體上升的速度是繩端移動(dòng)的速度的一半，故A錯(cuò)誤； BCD．所用拉力大小相等，繩端在相同時(shí)間內(nèi)移動(dòng)了相同的距離，由W總=Fs可知總功相等，不計(jì)繩重和摩擦，甲圖中物體的重力：GA=F 乙圖中物體的重力：GB=2F-G動(dòng) A物體上升的高度：hA=s B物體上升的高度：hB=s A圖中有用功：W有甲=GAhA=Fs 乙圖中有用功：W有乙=GBhB=(2F-G動(dòng))s=Fs-G動(dòng)s W有甲＞W(wǎng)有乙 甲圖中機(jī)械效率：η甲= 乙圖中機(jī)械效率：η乙= η甲＞η乙 由P=可知兩種裝置中拉力做功的功率相等，故D正確，BC錯(cuò)誤。故選D。 一、（2020·北京）如圖所示，滑輪組懸掛在水平支架上，某工人站在水平地面上，豎直向下拉動(dòng)繩子自由端，使物體A以0.2m/s的速度勻速上升，提升過支架過程中滑輪組的機(jī)械效率為90%。已知物體A重540N，該工人重500N，兩個(gè)滑輪質(zhì)量相等，不計(jì)滑輪組的繩重和摩擦，關(guān)于該過程，下列說法正確的是（　?。?。 A. 繩子自由端受到豎直向下的拉力為200N； B. 繩子自由端拉力的功率為120W； C. 該工人對(duì)地面的壓力為200N； D. 支架受到滑輪組的拉力為960N 【答案】BCD。 【解析】A．滑輪組的動(dòng)滑輪繞2段繩，滑輪組的機(jī)械效率：η= F==300N 故A錯(cuò)誤； B．繩子自由端的速度：v繩=2v物=2×0.2m/s=0.4m/s 繩子自由端拉力的功率為：P=；故B正確； C．地面對(duì)工人的支持力：F支=G-F=500N-300N=200N 由力的作用相互性可知工人對(duì)地面的壓力等于地面對(duì)工人的支持力，即：F壓=F支=200N； 故C正確； D．不計(jì)滑輪組的繩重和摩擦，拉力：F拉=(G+G動(dòng))， G動(dòng)=2F拉-G=2×300N-540N=60N 支架受到滑輪組的拉力為：F支架=3F+G動(dòng)=3×300N+60N=960N； 故D正確。故選BCD。 二、（2020·德州）如圖所示，甲、乙兩套裝置所用的滑輪質(zhì)量相等，用它們分別將相同質(zhì)量的鉤碼勻速豎直提升，在相等時(shí)間內(nèi)繩端A、B移動(dòng)相同的距離（忽略繩重和摩擦），在此過程中，下列選項(xiàng)正確的是（　　）。 A. 兩鉤碼上升的速度相等 B. 兩滑輪組繩端的拉力相等 C. 甲滑輪組的總功比乙少 D. 兩滑輪組的機(jī)械效率相等 【答案】D。 【解析】A．由圖知，通過甲乙兩圖中通過動(dòng)滑輪繩子段數(shù)：n1=2，n2=3 在相等時(shí)間內(nèi)繩端A、B移動(dòng)相同的距離，由v=可知繩端移動(dòng)的速度相同，兩個(gè)鉤碼上升的速度：v物甲=；v物乙=；所以兩鉤碼上升的速度不相等，故A錯(cuò)誤； B．忽略繩重和摩擦，繩子受到的拉力分別為： F甲＞F乙 兩滑輪組繩端的拉力不相等，故B錯(cuò)誤； C．兩個(gè)滑輪做的總功：W甲總=F甲s=(G+G動(dòng))s W乙總=F乙s=(G+G動(dòng))s W甲總＞W(wǎng)乙總 故C錯(cuò)誤； D．有用功：W甲有=Gh甲=Gs；W乙有=Gh乙=Gs 兩滑輪組的機(jī)械效率：η甲= η乙= η甲=η乙 兩滑輪組的機(jī)械效率相等，故D正確。故選D。 知識(shí)要點(diǎn)三：機(jī)械效率 本章計(jì)算題主要集中在機(jī)械效率的計(jì)算，在本單元占據(jù)很重要的位置。機(jī)械效率和功的計(jì)算相結(jié)合，是本節(jié)計(jì)算題的主要特點(diǎn)，常見于選擇題、填空題和壓軸計(jì)算題中，以壓軸計(jì)算題居多?？荚噧?nèi)容主要是滑輪與滑輪組機(jī)械效率的計(jì)算、斜面機(jī)械效率計(jì)算和力做功的計(jì)算。在考試題中，無論是哪類題型，有關(guān)機(jī)械效率計(jì)算考查的是考生對(duì)機(jī)械效率理解能力和應(yīng)用知識(shí)的計(jì)算能力；在壓軸計(jì)算題中，機(jī)械效率計(jì)算與其他計(jì)算相結(jié)合，一般分值較高，希望在復(fù)習(xí)中側(cè)重于這部分，投入時(shí)間和精力做好復(fù)習(xí)。 對(duì)“機(jī)械效率”考查主要有以下幾個(gè)方面：（1）機(jī)械效率概念類：考查學(xué)生對(duì)機(jī)械效率概念的理解和掌握程度，在這里需要指出的是：一、任何機(jī)械，機(jī)械效率都不可能達(dá)到100%；二、影響機(jī)械效率大小的因素是滑輪自重、摩擦阻力、空氣阻力等；（2）機(jī)械效率計(jì)算類：利用公式進(jìn)行機(jī)械效率計(jì)算是本部分的主要內(nèi)容，掌握機(jī)械效率概念和有關(guān)計(jì)算方法尤為重要，希望在復(fù)習(xí)中注意這方面的問題。 機(jī)械效率在考試中出現(xiàn)的概率很高，主要題型有選擇題、填空題和計(jì)算題，但出現(xiàn)概率較高的是選擇題。選擇題以機(jī)械效率的簡單計(jì)算為主，主要考查學(xué)生對(duì)機(jī)械效率概念的理解和認(rèn)識(shí)程度；填空題以考查機(jī)械效率概念和功的計(jì)算為主；計(jì)算題一般情況下和其他計(jì)算結(jié)合作為壓軸題出現(xiàn)較多。 （2020·湖南常德）如圖所示，用F1的力將物體B勻速提升h， F1做功600J，若借助滑輪組用F2的力把物體B勻速提升相同高度，F(xiàn)2 做功為1000J。下列說法正確的是（　?。? A. 兩個(gè)過程中的拉力F1= 3F2 B. F1 做功的功率比F2做功的功率小 C. 滑輪組機(jī)械效率為40% D. F2 做功的距離為3h 【答案】D。 【解析】A．F1做功600J，由 可知： 由圖可知，滑輪組的繩子股數(shù)n=3，所以繩子自由端移動(dòng)的距離s2=3h，F(xiàn)2做功1000J，由 可知： 所以 ，故A錯(cuò)誤； B．題中沒有給出兩次運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，所以無法比較兩個(gè)力做功的功率，故B錯(cuò)誤； C．因?yàn)橛肍1的力將物體B勻速提升，所以物體B的重力G等于拉力F1，所以滑輪組的有用功為： 滑輪組的總功等于拉力F2做的功，即： 所以滑輪組的機(jī)械效率： 故C錯(cuò)誤； D．由圖可知，滑輪組的繩子股數(shù)n=3，所以繩子自由端移動(dòng)的距離s2=3h，即F2 做功的距離為3h，故D正確。故選D。 一、（2020·新疆）小紅用滑輪組將重力為1.5 N的物體勻速提升10 cm的過程中，繩子拉力為1.0 N，繩子自由端移動(dòng)的距離為30 cm，則滑輪組的機(jī)械效率為（　　）。 A. 50 % B. 60 % C. 70 % D. 80 % 【答案】A。 【解析】物體克服重力做的功為有用功： 繩子拉力做的功為總功： 則滑輪組的機(jī)械效率： 故A正確，BCD錯(cuò)誤。故選A。 二、（2020·四川甘孜）某實(shí)驗(yàn)小組分別用如圖所示的甲、乙兩個(gè)滑輪組（每個(gè)滑輪等重），在相同時(shí)間內(nèi)把重物G提升相同高度。若F1和F2大小相等，不計(jì)繩重及摩擦，下列說法正確的是（　?。? A. 力F1和F2做功的功率相同； B. 力F1和F2做的總功相同； C. 兩個(gè)滑輪組機(jī)械效率一樣大； D. 甲滑輪組的機(jī)械效率比乙滑輪組高 【答案】D。 【解析】因不計(jì)繩重及摩擦，故克服動(dòng)動(dòng)滑輪重力所做的功為額外功，由 可知，在相同時(shí)間內(nèi)把重力G提升高度，甲乙兩組滑輪組所做有用功相同，F(xiàn)1做的總功比F2做的總功少，甲做的額外功比乙做的額外功少，故兩者的機(jī)械效率甲比乙高。 故選D。 三、（2020·重慶B）如圖所示，是某建筑工地使用的一種起重機(jī)的滑輪組。一次提升貨物A的質(zhì)量為2.7×103kg，30s內(nèi)貨物A被勻速提升了3m，動(dòng)滑輪的重力3×103N(不計(jì)起重機(jī)鋼繩重和一切摩擦)。下列分析中正確的是（　?。? A. 鋼繩自由端的移動(dòng)速度為0.1m/s； B. 拉力F的功率為1.5×103W； C. 滑輪組的機(jī)械效率為90%； D. 鋼繩的拉力F的大小為1.0×104N 【答案】C。 【解析】A．由圖可知，承擔(dān)物重的繩子段數(shù)，繩子移動(dòng)距離 繩子自由端移動(dòng)速度：，故A錯(cuò)誤； BD．貨物A的重力為： 鋼繩的拉力F的大小是： 拉力F做功： 拉力F的功率為：；故BD錯(cuò)誤； C．滑輪組做的有用功是： 滑輪組的機(jī)械效率為：，故C正確。 故選C。 四、（2020?岳陽）“測量滑輪組的機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表： （1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)沿豎直向上的方向 拉動(dòng)彈簧測力計(jì)。 （2）第2次實(shí)驗(yàn)中彈簧測力計(jì)的示數(shù)如圖所示為 N。 （3）第3次實(shí)驗(yàn)滑輪組的機(jī)械效率是 （保留一位小數(shù)）。 （4）如果用這個(gè)滑輪組提升7N的重物，則它的機(jī)械效率可能是 （選填序號(hào)）。 A．60% B.70% C.80% 【答案】（1）勻速；（2）2.4；（3）76.9%；（4）C。 【解析】（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)沿豎直向上的方向勻速拉動(dòng)彈簧測力計(jì)。物體勻速運(yùn)動(dòng)，物體受平衡力的作用。 （2）第2次實(shí)驗(yàn)中彈簧測力計(jì)的示數(shù)如圖所示為2.4N。 （3）第3次實(shí)驗(yàn)滑輪組的機(jī)械效率是。 （4）如果用這個(gè)滑輪組提升7N的重物，則它的機(jī)械效率可能是80%，相同的滑輪組，所做額外功一定時(shí)，增大有用功，可提高機(jī)械效率，即相同的滑輪組，增大提升物質(zhì)，可以提高機(jī)械效率。 故答案為：（1）勻速；（2）2.4；（3）76.9%；（4）C。 實(shí)驗(yàn) 次數(shù)物重G（N）物體上升高度h(m)拉力F（N）繩子自由端移動(dòng)距離S（m）機(jī)械效率η140.12.00.366.7%250.10.369.4%360.12.60.3